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冀东麻地碱长花岗岩特征及其成矿作用

苗群峰  
【摘要】:2016年,作者依托所在工作单位——河北省地矿局第八地质大队实施了“河北省兴隆县花市铷等稀有金属矿预查”、“河北省兴隆县花市铷矿成矿系统研究”项目。本文以上述项目为依托,在充分收集以往研究成果基础上,通过大量的野外地质调查和室内资料的研究总结,研究区域地质背景,系统采集岩石样品进行显微岩石结构构造矿物学研究,在显微岩石学研究的基础上进行了电子探针、岩石化学、微量元素化学、稀土元素化学、锆石U-Pb年代学分析等。明确了主要载铷矿物及含量、岩/矿石组构特征、准确厘定岩石类型与成岩成矿时代等。目的旨在为该超大型稀有金属矿床的勘查工作提供理论依据与施工指导。本文以麻地花岗岩为研究对象,由外在表现特征到内在作用机制,笔者尝试解读了以下六个方面的科学问题:(1)麻地稀有金属矿化花岗岩的地质特征与准确定名;通过大量的野外地质调查,认为麻地岩体是由至少两次侵入活动形成的复式岩体,岩石类型属于碱长花岗岩,主要矿物成分为石英、钠长石、钾长石,少量锂云母。岩体即为矿体。矿化类型主要有铷矿化、铌钽矿化、锂矿化、黄铁矿化,通常岩体顶部和边部矿化现象明显。(2)稀有金属元素在造岩矿物中的分布;通过电子探针测试,铷元素主要富集在钾长石与云母中,从早期到晚期,钾长石与云母中铷的含量均呈现递增趋势,岩石化学成分具有富氟富稀碱元素的趋势;(3)稀有金属矿化花岗岩的岩石地球化学特征;通过主微量及稀土元素分析测试,岩石化学成分上高硅、富碱(富钠),贫钙、镁,属于过铝质、钙碱性系列,Rb、Th、U等大离子亲石元素、高场强元素Nb、Ta及Zr、Y、Yb元素明显富集,而Ti和Ba、Sr相对亏损,稀土元素具强烈的负铕异常与“四分组效应”;(4)麻地花岗岩的成岩时代;U-Pb同位素年代学表明麻地岩体成岩时代大约在160Ma左右。与马兰峪西段大规模燕山早期岩浆活动相吻合,麻地花岗岩的形成,是冀东马兰峪复式背斜地区燕山期成岩成矿事件的重要部分。(5)铷分布规律的实验论证;采用电子探针分析厘定了主要载铷矿物及其百分含量,在此基础上,进行主要载铷矿物单矿物半定量挑选,统计主要载铷矿物在全岩中的重量百分数。实验表明,铷元素主要赋存于钾长石和锂云母中,而在其他矿物中含量甚微,且铷在钾长石中的整体分布率要高于在锂云母中的分布率;(6)成岩成矿作用机制与矿床模式探讨;认为成岩成矿作用机制是熔体-流体的强相互作用(透岩浆流体成矿作用),花市铷等稀有金属成矿是多种有利因素耦合的结果,即“小岩浆体(富稀碱富挥发分)-变质结晶基底(提供通道)-上覆常州沟组沉积盖层(阻隔层)”三元结构,为本矿床成矿关键因素。


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